專利名稱：空調(diào)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于致冷和采暖的熱泵型空調(diào)裝置，尤其涉及一種具有恒定轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)的恒速空調(diào)裝置，其致冷和采暖功率能按需要改變。
在用于致冷和采暖的熱泵型空調(diào)裝置的情況下，例如一種恒速室內(nèi)空調(diào)器，壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速不能改變，因而在這方面它不同一種具有轉(zhuǎn)換開關(guān)的其壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速可變的空調(diào)裝置。因此，為了提供大采暖功率的空調(diào)器，必須采用大功率壓縮機(jī)。
然而，就大功率壓縮機(jī)來說，有個在制冷作業(yè)時功率消耗太大的問題。這就是說，在恒速空調(diào)裝置的情況下，不可能在制冷作業(yè)期間降低功率消耗和提高采暖能力。
此外，業(yè)已知道，例如一種在公開號為2-263070的未審的日本專利中所公開的用于采暖和致冷的空調(diào)器。該種空調(diào)裝置包括一個壓縮機(jī)104，一個四通閥100，一個室內(nèi)熱交換器109，卸壓裝置129和一個室外熱交換器110，它們由一些致冷管件連接。一個旁通管114將四通閥100的壓力變換腔R2跟壓縮機(jī)104的吸氣管106連在一起。在該旁通管114中設(shè)置一個用作旁通閥的控制電磁閥115。
在用于采暖和致冷的該空調(diào)器中的四通閥100的結(jié)構(gòu)將被更詳細(xì)地說明。四通閥100的圓柱形主體101的內(nèi)部空間由活塞112分隔為一高壓腔R1和壓力變換腔R2。壓縮機(jī)104的排氣管105和熱交換器的兩個導(dǎo)管107、108跟高壓腔R1連接。在壓縮機(jī)104的吸氣管106的相對兩側(cè)設(shè)有導(dǎo)管107和108。用于切換這些管中流動的滑閥件127連接于活塞112。設(shè)有一彈簧113，以便將活塞112推向高壓側(cè)R1。
在活塞112由彈簧113移向高壓腔R1的情況下，滑閥件將室外熱交換器110跟壓縮機(jī)104的吸氣側(cè)106連通，這樣，室內(nèi)熱交換器109經(jīng)高壓腔R1跟壓氣機(jī)104的排氣側(cè)105連接，而壓氣機(jī)104的壓力變換腔R2由控制電磁閥115跟吸氣側(cè)106切斷。
當(dāng)通電時，控制電磁閥115開啟，使壓力變換腔R2跟壓綜機(jī)104的吸氣側(cè)106連通，這樣，由于高壓腔R1和壓力變換腔R2之間的差動壓力，使活塞112克服彈簧113的彈力而移動，并且，滑閥件127將室內(nèi)熱交換器109跟壓縮機(jī)104的吸氣側(cè)106連通，從而將室外熱交換器110經(jīng)高壓腔R1跟壓縮機(jī)104的排氣側(cè)105連通。
因此，在公開號為2-263070的未審的日本專利中所公開的用于采暖和致冷的空調(diào)器中，在采暖作業(yè)時，能加快起動運(yùn)轉(zhuǎn)，同樣，能以較短的時間完成從采暖循環(huán)到致冷循環(huán)的轉(zhuǎn)換。
作為另一個一般的例子，在圖5中表示了一種在公開號為60-59876的未審的日本實(shí)用新型中所公開的空調(diào)裝置。該裝置同樣包括一壓縮機(jī)201，一四通閥202，一室外熱交換器203，卸壓裝置204和一室內(nèi)熱交換器205，它們由一些致冷管206連在一起，并基本上以上述一般例子同樣的方式工作。
然而，在該空調(diào)裝置中，在四通閥202的活塞212內(nèi)制出一個用于連通圓柱腔213和閥腔210的放氣口218，以使活塞202能緩慢地滑動。此外，在閥腔構(gòu)件208內(nèi)設(shè)有一閥件219，以便當(dāng)活塞212移至右端時關(guān)閉放氣口218。
利用這種一般例子的構(gòu)件，可以獲得一種包括一簡單結(jié)構(gòu)的四通閥的空調(diào)裝置，而且，其制造價能大幅度降低。。此外，四通閥的簡化能使空調(diào)裝置的尺寸縮小。
然而，在上述的一般性例子中，該恒速空調(diào)裝置在制冷作業(yè)期間不能以低功率消耗工作，而在采暖期間不能以大載荷工作，此外，在制冷作業(yè)開始時間，不能增加其載荷。
換句話說，具有恒速壓縮機(jī)的恒速空調(diào)裝置有一個缺點(diǎn)，在致冷和采暖期間，其輸出不能按工作狀況受控改變。
本發(fā)明已經(jīng)解決了上述傳統(tǒng)技術(shù)的種種問題。因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單的空調(diào)裝置，它實(shí)現(xiàn)了在制冷作業(yè)期間降低功率消耗，并在采暖作業(yè)期間具有高功率性能，而無須采用特殊的裝置。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種在制冷作業(yè)開始時提高載荷的空調(diào)裝置。
為了達(dá)到第一個目的，按照本發(fā)明的空調(diào)裝置包括一壓縮機(jī);一四通閥，它被一個具有一旁通口的活塞分隔成一高壓腔和一壓力變換腔;一室內(nèi)熱交換器，卸壓裝置和一室外熱交換器，它們由一些制冷管件連接在一起。四通閥的壓力變換腔借助于一旁通管，經(jīng)一旁通閥連于壓縮機(jī)的吸氣管側(cè)。此外，設(shè)有控制裝置，以便在采暖工作期間通過關(guān)閉旁道閥而在致冷工作期間通過打開旁通閥來控制制冷循環(huán)。
為了達(dá)到第二個目的，按本發(fā)明的空調(diào)裝置包括用來在制冷作業(yè)開始時關(guān)閉旁通閥并在隨后的正常工作期間開啟旁通閥的控制裝置。
采用上述的構(gòu)件，在制冷作業(yè)開始時，當(dāng)旁通閥關(guān)閉時，自四通閥內(nèi)旁通口滲漏致冷劑停止了，因此，能提高制冷作業(yè)開始時的載荷。同樣，在制冷作業(yè)期期，當(dāng)旁通閥開啟時，完成了自四通閥內(nèi)旁通口的致冷劑的循環(huán)，使致冷劑經(jīng)旁通管滲漏，這樣，不但抑制了工作載負(fù)，而且抑制制功率消耗。
另一方面，因?yàn)樵诓膳鳂I(yè)期間旁通閥是關(guān)閉的，自四通閥內(nèi)旁通口滲漏冷卻劑停止了，從而獲得大采暖能力。
用這種方法，當(dāng)切換旁通閥時，產(chǎn)生和阻止自旁通口的滲漏，有可能提供一種無須采用特殊裝置在制冷作業(yè)時易于達(dá)到降低功率消耗而在采暖作業(yè)時獲得大功率性能的空調(diào)裝置。
圖是表示本發(fā)明一個實(shí)施例的空調(diào)裝置的致冷循環(huán)構(gòu)件的系統(tǒng)圖;
圖2是

圖1所示空調(diào)裝置的控制方塊圖;
圖3是表示作業(yè)控制的順序步驟流程圖;
圖4是表示處于采暖作業(yè)狀態(tài)中的普通的空調(diào)裝置的橫剖視圖;
圖5是表示另一普通空調(diào)裝置的用于制冷循環(huán)的四通閥及制冷循環(huán)的橫剖視圖;
下面參照圖1至3敘述本發(fā)明的一個實(shí)施例。在圖1和2中，相同的部件以共同的標(biāo)號標(biāo)記。
圖1中所示的用于致冷和采暖的熱泵型空調(diào)裝置包括一恒轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)1，一四通閥2，一室外熱交換器3，卸壓裝置4和一室內(nèi)熱交換器5，它們由致冷管6連在一起。設(shè)置一旁通管9，它經(jīng)旁通閥7將四通閥2跟壓縮機(jī)1的吸氣管6d連接，該旁通閥控制在四通閥2的活塞22內(nèi)制出的旁通口8內(nèi)的致冷劑流。圖1還表示一室外風(fēng)扇馬達(dá)3a，一室內(nèi)風(fēng)扇馬達(dá)5a和一室溫檢測器16。在圖1中，實(shí)線箭頭表示制冷作業(yè)時致冷劑的流動方向，而虛線箭頭表示采暖作業(yè)時致冷劑的流動方向。
在圖1中以簡化的方式表示一種普通公知的結(jié)構(gòu)的四通閥2。四通閥2包括一滑閥部件21，活塞22，一彈簧23，一高壓腔24和一壓力變換腔25。更具體地說，四通閥2的圓柱形主體的內(nèi)部空間由活塞22分隔成高壓腔24和壓力變換腔25。壓縮機(jī)1的排氣管6a，壓縮機(jī)1的吸氣管6d，跟室外熱交換器3連通的導(dǎo)管6b，跟室內(nèi)熱交換器5連通的導(dǎo)管6c均連于高壓腔24。在吸氣管6d的相反兩側(cè)設(shè)有導(dǎo)管6b和6c。作為主閥用于切換這些管內(nèi)流動的滑閥部件21連于活塞22。彈簧23驅(qū)使活塞22向高壓腔24移動。
在活塞22被彈簧23移向高壓腔24的(以虛線表示)的情況下，跟室外熱交換器3連通的導(dǎo)管6b經(jīng)滑閥部件21連于壓縮機(jī)1的吸氣管6d，這樣，跟室內(nèi)熱交換器5連通的導(dǎo)管6d，這樣，跟室內(nèi)熱交換器5連通的導(dǎo)管6c經(jīng)高壓腔24連于壓縮機(jī)1的排氣管6a，從而構(gòu)成一個由虛線箭頭指示的采暖循環(huán)。
在正常采暖作業(yè)期間，旁通閥7是關(guān)閉著的。
另一方面，當(dāng)旁通閥7開啟時，壓力變換腔25經(jīng)旁通管9連于壓縮機(jī)1的吸氣管6d，而活塞22由于高壓腔24和壓力變換腔25之間，即壓縮機(jī)的吸氣管和排氣管之間的差動壓力使其克服彈簧23的力而移動(如實(shí)踐所示)。因此跟室內(nèi)熱交換器5連通的導(dǎo)管6c經(jīng)滑閥部件21連于壓縮機(jī)1的吸氣管6d，同時，跟室外熱交換器3連通的導(dǎo)管6b經(jīng)高壓腔24連于壓縮機(jī)1的排氣管6a，從而構(gòu)成以虛線箭頭指示的致冷循環(huán)。
圖2表示按照本實(shí)施例用于致冷和采暖的熱泵型空調(diào)裝置的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
如圖2所示，該空調(diào)裝置11通常被分成一室內(nèi)機(jī)組12和一室外機(jī)組13。室內(nèi)機(jī)組12的主要部件是控制部分14，它用作室內(nèi)機(jī)組12和室外機(jī)組13的控制中心。室內(nèi)機(jī)組12還包括一運(yùn)轉(zhuǎn)/停止鈕15，用以運(yùn)轉(zhuǎn)或停止空調(diào)裝置11，該鈕設(shè)于人工操作部分，后者用于遙控適于檢測室溫的室溫檢測器116和適于驅(qū)動室內(nèi)熱交換器5的風(fēng)扇的室內(nèi)風(fēng)扇馬達(dá)5a或用于諸如遙控之類。
另一方面，室外機(jī)組13包括作為空調(diào)裝置的1的心藏的壓縮機(jī)1，用于驅(qū)動室外熱交換器3的風(fēng)扇的室外鳳扇馬達(dá)和作為本發(fā)明重要實(shí)體的四通閥2。
現(xiàn)在參照圖3的流程圖敘述該實(shí)施例的控制操作。在圖3的流序圖中的工序號在下面用圓括號括住。
首先，空調(diào)裝置11的控制部分14校驗(yàn)運(yùn)轉(zhuǎn)/停止鈕15是否接通(S1)。如果它是接通的，控制部分14判斷空調(diào)裝置11是否停止(S2)。如果不是停止，即如果空調(diào)裝置11正在運(yùn)轉(zhuǎn)，則控制部分14進(jìn)行停止作業(yè)程序，例如，它停止壓縮機(jī)1，室內(nèi)風(fēng)扇馬達(dá)5a和室外風(fēng)扇馬達(dá)3a(S3)。
如果空調(diào)裝置11是停止的，則室溫檢測器16檢測室溫(S4)。隨后，將該溫室跟要空調(diào)的空間所需要的某一預(yù)定溫度作比較(S5)。如果該室溫低于預(yù)定溫度，即如果要空調(diào)的空間內(nèi)的溫度必須升高，則切斷旁通閥7，室外風(fēng)扇馬達(dá)3a接通，壓綜機(jī)1接通以及室內(nèi)風(fēng)扇馬達(dá)5a接通，從而開始采暖作業(yè)(S6)。所以，此時旁通閥7是關(guān)閉的。
當(dāng)室溫高于預(yù)定溫度時，旁通閥7接通，室外風(fēng)扇馬達(dá)3a接通，壓縮機(jī)1接通以及室內(nèi)風(fēng)扇馬達(dá)5a接通，從而開始制冷作業(yè)(S7)。
在此制冷作業(yè)中，控制部分14一直等待至四通閥2完成其切換(S8)和旁通閥7被切斷(S9)。當(dāng)旁通閥7在此狀態(tài)下接通(作業(yè)S8)時，四通閥2的壓力變換腔25接到壓縮機(jī)1的吸氣管側(cè)，并具有某個低壓，活塞22由于高壓腔內(nèi)的高壓和壓力變換腔25內(nèi)的低壓之間的壓差而移動。此時，作為四通閥2內(nèi)的主要閥件的滑閥部件21隨著活塞22而移動和切換。
接著，S9的操作使旁通閥7關(guān)閉，這樣，致冷劑不再自四通閥2內(nèi)的旁通口8處滲漏。然而，因?yàn)榛y部件21在上側(cè)具有高壓而在下側(cè)具有低壓，所以由于它們之間的壓差，滑閥件21在上側(cè)受壓，在下側(cè)被吸，以保持其位置。因此，該空調(diào)裝置11能以最大載荷工作。在此情況下，在作業(yè)S8中所用的切換旁通閥7的時間最好應(yīng)為大約3秒或3秒以上。
此時，空調(diào)裝置11的控制部件14自室溫檢溫器獲得一個室溫，并監(jiān)控室溫檢測器16或類似裝置直到被檢測的室溫低于設(shè)定的溫度或直到設(shè)定的時間過去(S10)。此后，旁通閥7被接通(S11)。隨后，旁通閥7開啟，致冷劑經(jīng)四通閥2內(nèi)的旁通口8進(jìn)行循環(huán)，這樣，高壓腔24跟壓力變換腔25接通，并且致冷劑經(jīng)旁通管9滲漏到壓縮機(jī)1的吸氣管6d，從而不僅抑制工作載荷，而且抑制功率消耗。這樣，該空調(diào)裝置11以最大載荷運(yùn)轉(zhuǎn)的范圍便受到限制。在此情況下，考慮到節(jié)能因素，所述預(yù)定時間，自要被空調(diào)的室溫穩(wěn)定開始判斷，最后應(yīng)為50秒左右。
按照這一實(shí)施例，在制冷作業(yè)期間當(dāng)旁通閥7被切斷時(S9)，自四通閥2內(nèi)的旁通口8處的致冷劑的循環(huán)便停止以防止致冷劑滲漏，所以，能提高例如在制冷作業(yè)開始時的載荷。此外在致冷期間當(dāng)旁通閥7接通時，自四通閥2內(nèi)的旁通口8處的致冷劑循環(huán)便進(jìn)行以使致冷劑滲泄，從而抑制功率消耗和工作載荷。
另一方面，因?yàn)樵诓膳陂g旁通閥7被切斷，自四通閥2內(nèi)的旁通口8處的致冷劑循環(huán)便停止以防止致冷劑滲漏，因此能獲得大的采暖功率。
依此方式，在切換四通閥2時利用旁通口8，有可能提供一種無須采用特殊裝置在制冷作業(yè)時易于達(dá)到功率消耗降低而在采暖作業(yè)時易于獲得高功率性能的空調(diào)裝置。
在上述的實(shí)施例中，已說明了在帶有恒轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)的恒速空調(diào)裝置中的控制實(shí)例。然而，本發(fā)明同樣能應(yīng)用于包括一具有橫轉(zhuǎn)向器的可變轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)的空調(diào)裝置。例如，當(dāng)無需大卻冷功率時，能以低功率進(jìn)行制冷作業(yè)，而無須將該裝置反覆地接通和切斷。此時，當(dāng)濕度高時，能以低功率進(jìn)行制冷作業(yè)，無需將該置重復(fù)地接通和切斷，以免急劇地降溫。因此，可實(shí)現(xiàn)舒適合意的空調(diào)。
在上述實(shí)施例中的旁通口是以這樣方式設(shè)計(jì)的，當(dāng)壓縮機(jī)在經(jīng)過短暫的停機(jī)后再起動時，該旁通閥開啟以使壓縮機(jī)的排氣管側(cè)和吸氣管側(cè)經(jīng)該旁通口連通，這樣，在這兩個管中的壓力在早期便會一致，從而能使壓縮機(jī)很快再起動。
按照本發(fā)明，能提供一種無須特殊裝置在致冷時易于達(dá)到降低功率而在采暖作業(yè)時易于獲得高功率性能的空調(diào)裝置。
此外，按照本發(fā)明，能提供一種在制冷作業(yè)開始時提高載負(fù)的空調(diào)裝置。
權(quán)利要求
1.一種空調(diào)裝置，包括一臺壓縮機(jī)，一個包含由具有旁通口的活塞分隔而成的高壓腔和壓力變換腔的四通閥，室內(nèi)熱交換器，卸壓裝置和室外熱交換器，它們由一些制冷管件連接在一起，所述四通閥的壓力變換腔由一旁通管經(jīng)一旁通閥連于壓縮機(jī)的吸氣管側(cè)，其中沒有控制裝置，通過在采暖作業(yè)時關(guān)閉旁通閥而在制冷作業(yè)時開啟旁通閥來控制致冷劑的循環(huán)。
2.一種按權(quán)利要求1所述的空調(diào)裝置，其特征在于設(shè)有控制裝置，以便在制冷作業(yè)開始時關(guān)閉旁通閥，而在隨后正常作業(yè)時開啟旁通閥。
3.一種按權(quán)利要求1所述的空調(diào)裝置，其特征在于所述壓縮機(jī)是一種以恒轉(zhuǎn)速工作的壓縮機(jī)。
4.一種按權(quán)利要求2所述的空調(diào)裝置，其特征在于所述壓縮機(jī)是一種以恒轉(zhuǎn)速工作的壓縮機(jī)。
5.一種控制空調(diào)裝置的方法，該空調(diào)裝置包括一壓縮機(jī)，一個包含由具有一旁通孔的活塞分隔成的高壓腔和壓力變換腔的四通閥，一室內(nèi)熱交換器，卸壓裝置和一室外熱交換器，它們由一些制冷管件連接在一起，還包括一個將四通閥的壓力變換腔經(jīng)一旁通閥連于壓縮機(jī)吸氣管側(cè)的旁通管，和用于控制旁通閥開/關(guān)的控制裝置;其中所述旁通閥在采暖作業(yè)時關(guān)閉，從而自旁通口的致冷劑循環(huán)停止，以獲得高采暖功率;所述旁通閥在致冷作業(yè)開始時開啟，以使四通閥的壓力變換腔具有低壓;所述活塞由四通閥的高壓腔和壓力變換腔之間的差動壓力推動，因而連于所述活塞的滑閥部件也被帶動，使四通閥處于制冷作業(yè)的位置;所述旁通閥在移動滑閥部件后于制冷作業(yè)起動時關(guān)閉，因此，所述空調(diào)裝置以高制冷功率工作;所述旁通閥在達(dá)到室溫并保持在某一預(yù)定溫度后開啟，因此，制冷作業(yè)通過所述空調(diào)裝置以低功率消耗進(jìn)行。
全文摘要
一種結(jié)構(gòu)簡單的空調(diào)裝置，無須特殊裝置，在制冷作業(yè)時降低功耗，在采暖作業(yè)時獲得高功率，而在制冷作業(yè)開始時，載荷提高。該裝置包括壓縮機(jī)1，包含具有一旁通口8的活塞22的四通閥2，室外熱交換器3，卸壓裝置4和室內(nèi)熱交換器5，它們由制冷管6連在一起，還包括將四通閥經(jīng)旁道閥7連于壓縮機(jī)吸氣管6d側(cè)的旁通管9，以及在采暖作業(yè)時用來關(guān)閉、制冷作業(yè)時開啟、關(guān)于制冷作業(yè)開始時關(guān)閉而在隨后正常運(yùn)轉(zhuǎn)時開啟旁通閥7的控制裝置。
文檔編號F25B41/04GK1088673SQ9311641
公開日1994年6月29日 申請日期1993年9月4日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月9日
發(fā)明者高橋典夫, 須貝貴志, 北條昇 申請人:株式會社日立制作所